merge GHC HEAD
[ghc-hetmet.git] / compiler / typecheck / TcHsType.lhs
index 64da3c0..2174be3 100644 (file)
@@ -16,7 +16,7 @@ module TcHsType (
        
                -- Typechecking kinded types
        tcHsKindedContext, tcHsKindedType, tcHsBangType,
-       tcTyVarBndrs, dsHsType, tcLHsConResTy,
+       tcTyVarBndrs, dsHsType, kcHsLPred, dsHsLPred,
        tcDataKindSig, ExpKind(..), EkCtxt(..),
 
                -- Pattern type signatures
@@ -37,15 +37,14 @@ import TcMType
 import TcUnify
 import TcIface
 import TcType
+import TypeRep ( ecKind )
 import {- Kind parts of -} Type
 import Var
 import VarSet
-import Coercion
 import TyCon
 import Class
 import Name
 import NameSet
-import PrelNames
 import TysWiredIn
 import BasicTypes
 import SrcLoc
@@ -156,29 +155,36 @@ tcHsSigTypeNC ctxt hs_ty
        ; checkValidType ctxt ty        
        ; return ty }
 
-tcHsInstHead :: LHsType Name -> TcM ([TyVar], ThetaType, Type)
+tcHsInstHead :: LHsType Name -> TcM ([TyVar], ThetaType, Class, [Type])
 -- Typecheck an instance head.  We can't use 
 -- tcHsSigType, because it's not a valid user type.
-tcHsInstHead (L loc ty)
+tcHsInstHead (L loc hs_ty)
   = setSrcSpan loc   $ -- No need for an "In the type..." context
-    tc_inst_head ty     -- because that comes from the caller
+                        -- because that comes from the caller
+    do { kinded_ty <- kc_inst_head hs_ty
+       ; ds_inst_head kinded_ty }
   where
-    -- tc_inst_head expects HsPredTy, which isn't usually even allowed
-    tc_inst_head (HsPredTy pred)
-      = do { pred'  <- kcHsPred pred
-          ; pred'' <- dsHsPred pred'
-           ; return ([], [], mkPredTy pred'') }
-
-    tc_inst_head (HsForAllTy _ tvs ctxt (L _ (HsPredTy pred)))
-      = kcHsTyVars tvs    $ \ tvs' ->
-       do { ctxt' <- kcHsContext ctxt
-          ; pred' <- kcHsPred    pred
-          ; tcTyVarBndrs tvs'  $ \ tvs'' ->
-       do { ctxt'' <- mapM dsHsLPred (unLoc ctxt')
-          ; pred'' <- dsHsPred pred'
-          ; return (tvs'', ctxt'', mkPredTy pred'') } }
-
-    tc_inst_head _ = failWithTc (ptext (sLit "Malformed instance type"))
+    kc_inst_head ty@(HsPredTy pred@(HsClassP {}))
+      = do { (pred', kind) <- kc_pred pred
+           ; checkExpectedKind ty kind ekLifted
+           ; return (HsPredTy pred') }
+    kc_inst_head (HsForAllTy exp tv_names context (L loc ty))
+      = kcHsTyVars tv_names         $ \ tv_names' ->
+        do { ctxt' <- kcHsContext context
+           ; ty'   <- kc_inst_head ty
+           ; return (HsForAllTy exp tv_names' ctxt' (L loc ty')) }
+    kc_inst_head _ = failWithTc (ptext (sLit "Malformed instance type"))
+
+    ds_inst_head (HsPredTy (HsClassP cls_name tys))
+      = do { clas <- tcLookupClass cls_name
+           ; arg_tys <- dsHsTypes tys
+           ; return ([], [], clas, arg_tys) }
+    ds_inst_head (HsForAllTy _ tvs ctxt (L _ tau))
+      = tcTyVarBndrs tvs  $ \ tvs' ->
+        do { ctxt' <- mapM dsHsLPred (unLoc ctxt)
+           ; (tvs_r, ctxt_r, cls, tys) <- ds_inst_head tau
+           ; return (tvs' ++ tvs_r, ctxt' ++ ctxt_r , cls, tys) }
+    ds_inst_head _ = panic "ds_inst_head"
 
 tcHsQuantifiedType :: [LHsTyVarBndr Name] -> LHsType Name -> TcM ([TyVar], Type)
 -- Behave very like type-checking (HsForAllTy sig_tvs hs_ty),
@@ -359,8 +365,10 @@ kc_hs_type (HsPArrTy ty) = do
     ty' <- kcLiftedType ty
     return (HsPArrTy ty', liftedTypeKind)
 
-kc_hs_type (HsNumTy n)
-   = return (HsNumTy n, liftedTypeKind)
+kc_hs_type (HsModalBoxType ecn ty) = do
+    kc_check_hs_type (HsTyVar ecn) (EK ecKind EkUnk)
+    ty' <- kcLiftedType ty
+    return (HsModalBoxType ecn ty', liftedTypeKind)
 
 kc_hs_type (HsKindSig ty k) = do
     ty' <- kc_check_lhs_type ty (EK k EkKindSig)
@@ -394,6 +402,9 @@ kc_hs_type (HsAppTy ty1 ty2) = do
 kc_hs_type (HsPredTy pred)
   = wrongPredErr pred
 
+kc_hs_type (HsCoreTy ty)
+  = return (HsCoreTy ty, typeKind ty)
+
 kc_hs_type (HsForAllTy exp tv_names context ty)
   = kcHsTyVars tv_names         $ \ tv_names' ->
     do { ctxt' <- kcHsContext context
@@ -419,12 +430,11 @@ kc_hs_type ty@(HsRecTy _)
       -- should have been removed by now
 
 #ifdef GHCI    /* Only if bootstrapped */
-kc_hs_type (HsSpliceTy sp) = kcSpliceType sp
+kc_hs_type (HsSpliceTy sp fvs _) = kcSpliceType sp fvs
 #else
 kc_hs_type ty@(HsSpliceTy {}) = failWithTc (ptext (sLit "Unexpected type splice:") <+> ppr ty)
 #endif
 
-kc_hs_type (HsSpliceTyOut {})  = panic "kc_hs_type"    -- Should not happen at all
 kc_hs_type (HsQuasiQuoteTy {}) = panic "kc_hs_type"    -- Eliminated by renamer
 
 -- remove the doc nodes here, no need to worry about the location since
@@ -473,7 +483,7 @@ mkHsAppTys fun_ty (arg_ty:arg_tys)
 splitFunKind :: SDoc -> Int -> TcKind -> [b] -> TcM ([(b,ExpKind)], TcKind)
 splitFunKind _       _      fk [] = return ([], fk)
 splitFunKind the_fun arg_no fk (arg:args)
-  = do { mb_fk <- unifyFunKind fk
+  = do { mb_fk <- matchExpectedFunKind fk
        ; case mb_fk of
             Nothing       -> failWithTc too_many_args 
             Just (ak,fk') -> do { (aks, rk) <- splitFunKind the_fun (arg_no+1) fk' args
@@ -490,9 +500,9 @@ kcHsLPred :: LHsPred Name -> TcM (LHsPred Name)
 kcHsLPred = wrapLocM kcHsPred
 
 kcHsPred :: HsPred Name -> TcM (HsPred Name)
-kcHsPred pred = do     -- Checks that the result is of kind liftedType
+kcHsPred pred = do      -- Checks that the result is a type kind
     (pred', kind) <- kc_pred pred
-    checkExpectedKind pred kind ekLifted
+    checkExpectedKind pred kind ekOpen
     return pred'
     
 ---------------------------
@@ -501,28 +511,23 @@ kc_pred :: HsPred Name -> TcM (HsPred Name, TcKind)
        -- application (reason: used from TcDeriv)
 kc_pred (HsIParam name ty)
   = do { (ty', kind) <- kc_lhs_type ty
-       ; return (HsIParam name ty', kind)
-       }
+       ; return (HsIParam name ty', kind) }
 kc_pred (HsClassP cls tys)
   = do { kind <- kcClass cls
        ; (tys', res_kind) <- kcApps cls kind tys
-       ; return (HsClassP cls tys', res_kind)
-       }
+       ; return (HsClassP cls tys', res_kind) }
 kc_pred (HsEqualP ty1 ty2)
   = do { (ty1', kind1) <- kc_lhs_type ty1
---       ; checkExpectedKind ty1 kind1 liftedTypeKind
        ; (ty2', kind2) <- kc_lhs_type ty2
---       ; checkExpectedKind ty2 kind2 liftedTypeKind
        ; checkExpectedKind ty2 kind2 (EK kind1 EkEqPred)
-       ; return (HsEqualP ty1' ty2', liftedTypeKind)
-       }
+       ; return (HsEqualP ty1' ty2', unliftedTypeKind) }
 
 ---------------------------
 kcTyVar :: Name -> TcM TcKind
 kcTyVar name = do      -- Could be a tyvar or a tycon
-    traceTc (text "lk1" <+> ppr name)
+    traceTc "lk1" (ppr name)
     thing <- tcLookup name
-    traceTc (text "lk2" <+> ppr name <+> ppr thing)
+    traceTc "lk2" (ppr name <+> ppr thing)
     case thing of 
         ATyVar _ ty             -> return (typeKind ty)
         AThing kind             -> return kind
@@ -586,6 +591,11 @@ ds_type (HsPArrTy ty) = do
     checkWiredInTyCon parrTyCon
     return (mkPArrTy tau_ty)
 
+ds_type (HsModalBoxType ecn ty) = do
+    tau_ty <- dsHsType ty
+    checkWiredInTyCon hetMetCodeTypeTyCon
+    return (mkHetMetCodeTypeTy (mkTyVar ecn ecKind) tau_ty)
+
 ds_type (HsTupleTy boxity tys) = do
     tau_tys <- dsHsTypes tys
     checkWiredInTyCon tycon
@@ -603,11 +613,6 @@ ds_type (HsOpTy ty1 (L span op) ty2) = do
     tau_ty2 <- dsHsType ty2
     setSrcSpan span (ds_var_app op [tau_ty1,tau_ty2])
 
-ds_type (HsNumTy n)
-  = ASSERT(n==1) do
-    tc <- tcLookupTyCon genUnitTyConName
-    return (mkTyConApp tc [])
-
 ds_type ty@(HsAppTy _ _)
   = ds_app ty []
 
@@ -624,12 +629,12 @@ ds_type (HsForAllTy _ tv_names ctxt ty)
 ds_type (HsDocTy ty _)  -- Remove the doc comment
   = dsHsType ty
 
-ds_type (HsSpliceTyOut kind) 
+ds_type (HsSpliceTy _ _ kind) 
   = do { kind' <- zonkTcKindToKind kind
        ; newFlexiTyVarTy kind' }
 
-ds_type (HsSpliceTy {})     = panic "ds_type"
 ds_type (HsQuasiQuoteTy {}) = panic "ds_type"  -- Eliminated by renamer
+ds_type (HsCoreTy ty)       = return ty
 
 dsHsTypes :: [LHsType Name] -> TcM [Type]
 dsHsTypes arg_tys = mapM dsHsType arg_tys
@@ -684,35 +689,7 @@ dsHsPred (HsIParam name ty)
        }
 \end{code}
 
-GADT constructor signatures
-
 \begin{code}
-tcLHsConResTy :: LHsType Name -> TcM (TyCon, [TcType])
-tcLHsConResTy (L span res_ty)
-  = setSrcSpan span $
-    case get_args res_ty [] of
-          (HsTyVar tc_name, args) 
-             -> do { args' <- mapM dsHsType args
-                   ; thing <- tcLookup tc_name
-                   ; case thing of
-                       AGlobal (ATyCon tc) -> return (tc, args')
-                       _ -> failWithTc (badGadtDecl res_ty) }
-          _ -> failWithTc (badGadtDecl res_ty)
-  where
-       -- We can't call dsHsType on res_ty, and then do tcSplitTyConApp_maybe
-       -- because that causes a black hole, and for good reason.  Building
-       -- the type means expanding type synonyms, and we can't do that
-       -- inside the "knot".  So we have to work by steam.
-    get_args (HsAppTy (L _ fun) arg)   args = get_args fun (arg:args)
-    get_args (HsParTy (L _ ty))        args = get_args ty  args
-    get_args (HsOpTy ty1 (L _ tc) ty2) args = (HsTyVar tc, ty1:ty2:args)
-    get_args ty                        args = (ty, args)
-
-badGadtDecl :: HsType Name -> SDoc
-badGadtDecl ty
-  = hang (ptext (sLit "Malformed constructor result type:"))
-       2 (ppr ty)
-
 addKcTypeCtxt :: LHsType Name -> TcM a -> TcM a
        -- Wrap a context around only if we want to show that contexts.  
 addKcTypeCtxt (L _ (HsPredTy _)) thing = thing
@@ -735,14 +712,14 @@ kcHsTyVars :: [LHsTyVarBndr Name]
           -> ([LHsTyVarBndr Name] -> TcM r)    -- These binders are kind-annotated
                                                -- They scope over the thing inside
           -> TcM r
-kcHsTyVars tvs thing_inside  = do
-    bndrs <- mapM (wrapLocM kcHsTyVar) tvs
-    tcExtendKindEnvTvs bndrs (thing_inside bndrs)
+kcHsTyVars tvs thing_inside
+  = do { kinded_tvs <- mapM (wrapLocM kcHsTyVar) tvs
+       ; tcExtendKindEnvTvs kinded_tvs thing_inside }
 
 kcHsTyVar :: HsTyVarBndr Name -> TcM (HsTyVarBndr Name)
        -- Return a *kind-annotated* binder, and a tyvar with a mutable kind in it      
-kcHsTyVar (UserTyVar name)        = KindedTyVar name <$> newKindVar
-kcHsTyVar (KindedTyVar name kind) = return (KindedTyVar name kind)
+kcHsTyVar (UserTyVar name _)  = UserTyVar name <$> newKindVar
+kcHsTyVar tv@(KindedTyVar {}) = return tv
 
 ------------------
 tcTyVarBndrs :: [LHsTyVarBndr Name]    -- Kind-annotated binders, which need kind-zonking
@@ -754,10 +731,9 @@ tcTyVarBndrs bndrs thing_inside = do
     tyvars <- mapM (zonk . unLoc) bndrs
     tcExtendTyVarEnv tyvars (thing_inside tyvars)
   where
-    zonk (KindedTyVar name kind) = do { kind' <- zonkTcKindToKind kind
-                                     ; return (mkTyVar name kind') }
-    zonk (UserTyVar name) = WARN( True, ptext (sLit "Un-kinded tyvar") <+> ppr name )
-                           return (mkTyVar name liftedTypeKind)
+    zonk (UserTyVar name kind) = do { kind' <- zonkTcKindToKind kind
+                                   ; return (mkTyVar name kind') }
+    zonk (KindedTyVar name kind) = return (mkTyVar name kind)
 
 -----------------------------------
 tcDataKindSig :: Maybe Kind -> TcM [TyVar]
@@ -867,9 +843,9 @@ tcHsPatSigType ctxt hs_ty
                -- should be bound by the pattern signature
          in_scope <- getInLocalScope
        ; let span = getLoc hs_ty
-             sig_tvs = [ L span (UserTyVar n) 
-                       | n <- nameSetToList (extractHsTyVars hs_ty),
-                         not (in_scope n) ]
+             sig_tvs = userHsTyVarBndrs $ map (L span) $ 
+                       filterOut in_scope $
+                        nameSetToList (extractHsTyVars hs_ty)
 
        ; (tyvars, sig_ty) <- tcHsQuantifiedType sig_tvs hs_ty
        ; checkValidType ctxt sig_ty 
@@ -878,21 +854,24 @@ tcHsPatSigType ctxt hs_ty
 
 tcPatSig :: UserTypeCtxt
         -> LHsType Name
-        -> BoxySigmaType
+        -> TcSigmaType
         -> TcM (TcType,           -- The type to use for "inside" the signature
                 [(Name, TcType)], -- The new bit of type environment, binding
                                   -- the scoped type variables
-                 CoercionI)        -- Coercion due to unification with actual ty
+                 HsWrapper)        -- Coercion due to unification with actual ty
+                                   -- Of shape:  res_ty ~ sig_ty
 tcPatSig ctxt sig res_ty
   = do { (sig_tvs, sig_ty) <- tcHsPatSigType ctxt sig
+       -- sig_tvs are the type variables free in 'sig', 
+       -- and not already in scope. These are the ones
+       -- that should be brought into scope
 
        ; if null sig_tvs then do {
                -- The type signature binds no type variables, 
                -- and hence is rigid, so use it to zap the res_ty
-                 coi <- boxyUnify sig_ty res_ty
-               ; return (sig_ty, [], coi)
-
-       } else do {
+                  wrap <- tcSubType PatSigOrigin ctxt res_ty sig_ty
+               ; return (sig_ty, [], wrap)
+        } else do {
                -- Type signature binds at least one scoped type variable
        
                -- A pattern binding cannot bind scoped type variables
@@ -904,9 +883,6 @@ tcPatSig ctxt sig res_ty
                                _              -> False
        ; ASSERT( not in_pat_bind || null sig_tvs ) return ()
 
-               -- Check that pat_ty is rigid
-       ; checkTc (isRigidTy res_ty) (wobblyPatSig sig_tvs)
-
                -- Check that all newly-in-scope tyvars are in fact
                -- constrained by the pattern.  This catches tiresome
                -- cases like   
@@ -917,41 +893,32 @@ tcPatSig ctxt sig res_ty
        ; let bad_tvs = filterOut (`elemVarSet` exactTyVarsOfType sig_ty) sig_tvs
        ; checkTc (null bad_tvs) (badPatSigTvs sig_ty bad_tvs)
 
-               -- Now match the pattern signature against res_ty
-               -- For convenience, and uniform-looking error messages
-               -- we do the matching by allocating meta type variables, 
-               -- unifying, and reading out the results.
-               -- This is a strictly local operation.
-       ; box_tvs <- mapM tcInstBoxyTyVar sig_tvs
-       ; coi <- boxyUnify (substTyWith sig_tvs (mkTyVarTys box_tvs) sig_ty) 
-                           res_ty
-       ; sig_tv_tys <- mapM readFilledBox box_tvs
-
-               -- Check that each is bound to a distinct type variable,
-               -- and one that is not already in scope
-       ; let tv_binds = map tyVarName sig_tvs `zip` sig_tv_tys
-       ; binds_in_scope <- getScopedTyVarBinds
+       -- Now do a subsumption check of the pattern signature against res_ty
+        ; sig_tvs' <- tcInstSigTyVars sig_tvs
+        ; let sig_ty' = substTyWith sig_tvs sig_tv_tys' sig_ty
+              sig_tv_tys' = mkTyVarTys sig_tvs'
+       ; wrap <- tcSubType PatSigOrigin ctxt res_ty sig_ty'
+
+       -- Check that each is bound to a distinct type variable,
+       -- and one that is not already in scope
+        ; binds_in_scope <- getScopedTyVarBinds
+       ; let tv_binds = map tyVarName sig_tvs `zip` sig_tv_tys'
        ; check binds_in_scope tv_binds
        
-               -- Phew!
-       ; return (res_ty, tv_binds, coi)
-       } }
+       -- Phew!
+        ; return (sig_ty', tv_binds, wrap)
+        } }
   where
     check _ [] = return ()
     check in_scope ((n,ty):rest) = do { check_one in_scope n ty
                                      ; check ((n,ty):in_scope) rest }
 
     check_one in_scope n ty
-       = do { checkTc (tcIsTyVarTy ty) (scopedNonVar n ty)
-               -- Must bind to a type variable
-
-            ; checkTc (null dups) (dupInScope n (head dups) ty)
+       = checkTc (null dups) (dupInScope n (head dups) ty)
                -- Must not bind to the same type variable
                -- as some other in-scope type variable
-
-            ; return () }
        where
-         dups = [n' | (n',ty') <- in_scope, tcEqType ty' ty]
+         dups = [n' | (n',ty') <- in_scope, eqType ty' ty]
 \end{code}
 
 
@@ -1061,12 +1028,6 @@ pprHsSigCtxt ctxt hs_ty = sep [ ptext (sLit "In") <+> pprUserTypeCtxt ctxt <> co
 
     pp_n_colon n = ppr n <+> dcolon <+> ppr (unLoc hs_ty)
 
-wobblyPatSig :: [Var] -> SDoc
-wobblyPatSig sig_tvs
-  = hang (ptext (sLit "A pattern type signature cannot bind scoped type variables") 
-               <+> pprQuotedList sig_tvs)
-       2 (ptext (sLit "unless the pattern has a rigid type context"))
-               
 badPatSigTvs :: TcType -> [TyVar] -> SDoc
 badPatSigTvs sig_ty bad_tvs
   = vcat [ fsep [ptext (sLit "The type variable") <> plural bad_tvs, 
@@ -1076,12 +1037,6 @@ badPatSigTvs sig_ty bad_tvs
          , ptext (sLit "To fix this, expand the type synonym") 
          , ptext (sLit "[Note: I hope to lift this restriction in due course]") ]
 
-scopedNonVar :: Name -> Type -> SDoc
-scopedNonVar n ty
-  = vcat [sep [ptext (sLit "The scoped type variable") <+> quotes (ppr n),
-              nest 2 (ptext (sLit "is bound to the type") <+> quotes (ppr ty))],
-         nest 2 (ptext (sLit "You can only bind scoped type variables to type variables"))]
-
 dupInScope :: Name -> Name -> Type -> SDoc
 dupInScope n n' _
   = hang (ptext (sLit "The scoped type variables") <+> quotes (ppr n) <+> ptext (sLit "and") <+> quotes (ppr n'))